Методические указания к лабораторным работам №1-­5 для студентов специальности 210100 «Управление и информатика в технических системах» (стр. 1 из 5)

М и н и с т е р с т в о о б р а з о в а н и я

Р о с с и й с к о й Ф е д е р а ц и и

Х а б а р о в с к и й г о с у д а р с т в е н н ы й

т е х н и ч е с к и й у н и в е р с и т е т

МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ УСТРОЙСТВА

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Методические указания

к лабораторным работам № 1-5

для студентов специальности 210100

«Управление и информатика в технических системах»

Хабаровск

Издательство ХГТУ

2000

УДК 681.322

Микропроцессорные устройства систем управления: Методические указания к лабораторным работам № 1-5 для студентов специальности 210100 «Управление и информатика в технических системах» / Сост. В. Э. Иванов, А. В. Левенец. – Хабаровск: Изд-во Хабар. гос. техн. ун-та, 2000. – 27 с.

Методические указания разработаны на кафедре «Автоматика и системотехника». Предназначены для ознакомления с принципами построения и функционирования периферийных устройств микропроцессорной техники на основе учебных микропроцессорных комплектов (УМК). Работы 1, 2 составлены В. Э. Ивановым, работы 3, 4, 5 – А. В. Левенцом.

Печатается в соответствии с решениями кафедры «Автоматика и системотехника» и методического совета института информационных технологий.

ã Издательство Хабаровского

государственного

технического университета, 2000

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ОРГАНИЗАЦИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВВОДА - ВЫВОДА

Цель работы: изучение режимов работы и принципов программирования БИС периферийного адаптера К580ВВ55А.

Основные сведения

Программируемые периферийные адаптеры (ППА) предназначены для организации связи между внешними устройствами и микропроцессором (МП). Наиболее часто такие адаптеры используются для реализации сложных интерфейсов, когда логика обмена заранее не известна, или когда характеристики процедур обмена должны меняться во время работы микропроцессорной системы. Номенклатура БИС ППА довольно обширна, но наиболее часто используются следующие БИС: i8255А – ППА фирмы Intel (отечественный аналог КР580ВВ55А) и МС6820 – ППА фирмы Motorola.

Рассмотрим основные принципы организации и функционирования ППА на примере БИС КР580ВВ55А (ВВ55А). Это однокристальное программируемое устройство параллельного ввода/вывода информации произвольного формата. Адаптер позволяет осуществлять параллельный обмен данными в режиме программного управления или по прерываниям. При этом обеспечивается организация как однонаправленного, так и двунаправленного ввода/вывода. Определение и переопределение типа интерфейса выполняется программными методами с помощью специальных процедур инициализации.

Структурная схема программируемого периферийного адаптера ВВ55А приведена на рис. 1. В состав ППА входят три двунаправленных 8-разрядных порта (A, B и C), разбитых на две группы, два устройства управления группами портов и интерфейсная логика для согласования с системной магистралью. Порты содержат буферные регистры и шинные формирователи с тремя состояниями. Схема управления содержит регистр управляющего слова CW, который доступен только для записи и определяет режимы работы ППА. Программный доступ к такому регистру дает возможность оперативно управлять работой адаптера и изменять характеристики интерфейса в соответствии с текущей необходимостью.

Обмен информацией между МП и внутренними регистрами ППА осуществляется через двунаправленный шинный формирователь и управляется сигналами CS, A0, A1, RD и WR в соответствии с требованиями к шине Microbus. Адресные сигналы (А0 и А1) выбирают один из внутренних регистров, а стробы RD и WR управляют направлением передачи согласно табл. 1. Вход RESET служит для аппаратного сброса БИС в исходное состояние, при этом все внутренние регистры ППА, включая регистр управляющего слова CW, обнуляются.

Настройка ППА выполняется программно с помощью специального управляющего слова MS (Mode Selection), которое назначает режим работы каждому каналу. Эти режимы могут быть изменены в любое время. Для хранения MS используется 7-разрядный регистр управляющего слова CW, запись в который осуществляется при передаче в ППА управляющего слова с установленным в «1» битом D7. Управляющее слово определяет режим работы каждого канала ВВ в соответствии с форматом, приведённым на рис. 2.

Таблица 1

A1	A0	RD	WR	CS	ОПЕРАЦИЯ
0	0	0	1	0	D¬ Порт A
0	1	0	1	0	D¬ Порт B
1	0	0	1	0	D¬ Порт C
1	1	0	1	0	Не допустимо
0	0	1	0	0	Порт A¬D
0	1	1	0	0	Порт B¬D
1	0	1	0	0	Порт C¬D
1	1	1	0	0	Управление¬D
X	X	1	1	0	Нет операции
X	X	X	X	1	Нет операции

Устройства управления групп А или В воспринимают только свою часть управляющего слова. При записи нового управляющего слова все буферные регистры портов обнуляются.

Адаптер поддерживает три режима работы портов:

режим 0 - однонаправленный ВВ без квитирования (применим к любому из трех портов). Код режима - “00”;

режим 1 - однонаправленный ВВ с квитированием (применим к портам A и B). Код режима – “01”;

режим 2 - двунаправленный ВВ (допускается только для порта A).

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
1	Управление группой А	Управление группой В

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0	X	X	X	Управление группой С	1/0

При работе портов A и B в режимах 1 и 2 часть линий порта C из соответствующей группы используется для управления обменом с периферийным устройством (ПУ). Код режима “10” или “11”.

При сбросе бита D7 управляющее слово носит название BSR (Bit Set/Reset) и применяется для независимой установки (сброса) разрядов выходного порта C при его использовании для управления ПУ. Формат слова BSR представлен на рис. 3.

Порты A, B и C для работы в том или ином режиме программируются независимо друг от друга. Так, если порт B запрограммирован для ввода данных в режиме 1, то порт A может выполнять любую другую операцию обмена из числа возможных. Свободная от управления часть порта C может программироваться для ввода или вывода в режиме 0, причем младшая половина порта независимо от старшей.

Применение ППА ВВ55А позволяет организовать связь микроЭВМ с приемниками и передатчиками цифровой информации в параллельном коде, а также строить схемы адаптеров радиального параллельного интерфейса (ИРПР).

При работе портов в режимах 1 и 2 управление обменом информацией с ПУ осуществляется дополнительными сигналами управления. Для генерации сигналов управления используются отдельные линии порта C. При разработке следует учитывать, что усложнённый алгоритм управления вводом-выводом, свойственный этим режимам, затрудняет построение аппаратной части периферийного устройства и программную реализацию.

В режиме 0 осуществляется прямой однонаправленный ввод/вывод через любой из трёх портов без каких-либо сигналов сопровождения. В этом режиме интерфейс можно представить как набор параллельных линий ВВ, организованных в две байтовые и две 4-разрядные шины, причём каждая может быть применена либо для ввода, либо для вывода независимо от других.